Jaka jest najszybsza i najłatwiejsza metoda rozwiązywania równań sześciennych i kwarcowych (bez kalkulatora wielomianowego)?

Jaka jest najszybsza i najłatwiejsza metoda rozwiązywania równań sześciennych i kwarcowych (bez kalkulatora wielomianowego)?
Anonim

Odpowiedź:

To zależy…

Wyjaśnienie:

Jeśli sześcienny lub kwartowy (lub jakikolwiek wielomian stopnia w tym zakresie) ma racjonalne korzenie, to twierdzenie racjonalnych korzeni może być najszybszym sposobem ich znalezienia.

Reguła Znaków Kartezjusza może również pomóc w określeniu, czy równanie wielomianowe ma korzenie dodatnie czy ujemne, więc pomóż zawęzić wyszukiwanie.

W przypadku równania sześciennego pomocne może być oszacowanie dyskryminatora:

#Delta = b ^ 2c ^ 2-4ac ^ 3-4b ^ 3d-27a ^ 2d ^ 2 + 18abcd #

  • Jeśli #Delta = 0 # następnie sześcienny ma powtarzany pierwiastek.

  • Jeśli #Delta <0 # wtedy sześcienny ma jeden prawdziwy korzeń i dwa nierzeczywiste złożone korzenie.

  • Jeśli #Delta> 0 # wtedy sześcienny ma trzy prawdziwe korzenie.

Jeśli #Delta = 0 # następnie sześcienny współdzieli czynnik z jego pochodną, więc powinieneś być w stanie znaleźć ich wspólny czynnik, obliczając wielomian GCF.

W przeciwnym razie pomocne może być użycie transformacji Tschirnhaha do uzyskania a obniżony sześcienny bez kwadratu przed przejściem dalej.

Jeśli sześcienny ma jeden prawdziwy rdzeń i dwa nierealne, poleciłbym metodę Cardano.

Jeśli ma trzy prawdziwe korzenie, zaleciłbym zamiast tego zastosowanie substytucji trygonometrycznej.

W przypadku kwartów możesz uzyskać obniżony kwartet bez terminu kostki przez zastąpienie #t = x + b / (4a) #.

Jeśli wynikowy kwartik również nie ma terminu liniowego, to jest kwadratowy # x ^ 2 #. Możesz albo rozwiązać to jako kwadrat i wziąć pierwiastki kwadratowe, albo użyć faktoryzacji formy:

# (x ^ 2-ax + b) (x ^ 2 + ax + b) = x ^ 4 + (2b-a ^ 2) x ^ 2 + b ^ 2 #

Na tej podstawie można znaleźć kwadratowe czynniki do rozwiązania.

Jeśli wynikowy kwartik ma termin liniowy, można go uwzględnić w formie:

# (x ^ 2-ax + b) (x ^ 2 + ax + c) = x ^ 4 + (b + c-a ^ 2) x ^ 2 + a (b-c) x + bc #

Zrównanie współczynników i użycie # (b + c) ^ 2 = (b-c) ^ 2 + 4 bc #, możesz uzyskać sześcienny w # a ^ 2 #. Dlatego można znaleźć możliwe wartości dla #za#, #b# i #do#. Następnie znajdź zera kwadratowych czynników.

Są inne specjalne przypadki, ale to z grubsza to pokrywa.